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Elastische Sicherheitsrutschkupplung Die Erfindung betrifft eine elastische
Sicherheitsrutschkupplung.
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Es sind Sicherheitsrutschkupplungen bekannt, bei denen die elastischen
Teile der Kupplung von einer Überlastungsrutschkupplung umschlossen werden. Hierbei
sind die elastischen Kupplungsteile innerhalb eines sie umschließenden Gehäuses
angeordnet. Infolge der Fliehkraftwirkung verstellen sich die einzelnen eine Drehelastizität
zulassenden, biegungsnachgiebig mit dem treibenden oder getriebenen Teil verbundenen
Reibglieder radial nach außen und legen sich an die zylindrische Innenwand der Überlastungsrutschkupplung
an. Es ist ferner eine Anfahrkupplung vorgeschlagen worden, bei welcher die getriebene
Kupplungshälfte als Reibtrommel ausgebildet ist, gegen deren zylindrische Innenflächen
durch die Fliehkraft Reibbacken gepreßt werden, die zu einer axialen Mittelebene
symmetrisch ausgebildet sind und in gleichen Winkelabständen durch Gummifedern an
der treibenden Kupplungsscheibe befestigt sind. Sämtliche Reibbacken sind dabei
mit der Kupplungsscheibe durch einen gemeinsamen ringförmigen Gummikörper verbunden.
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Schließlich ist schon bei einer nicht gattungsgleichen Einrichtung,
die aus einer druckluftbetätigten
Doppelkegel-Reibungskupplung
und einer druckfederbetätigten Doppelkegelbremse in Nebeneinanderanordnung besteht,
die Bauart einer doppelkegelförmigen Reibungsbremse beschrieben worden. Der innere
Teil dieser Reibungsbremse ist aus zwei durch Spreizfedern reibschlüssig mit dem
doppelkegelförmig ausgebildeten Gehäuse verbundenen kegelförmigen Reibringen ausgeführt,
deren äußerer mit dem äußeren und deren innerer mit dem inneren Reibring der neben
der Bremse angeordneten Doppelkegel-Reibungskupplung in derart formschlüssiger Verbindung
steht, daß Kupplung und Bremse niemals gleichzeitig, sondern nur nacheinander wirksam
werden können. Bei dieser bekannten Einrichtung fehlt der wesentliche Gedanke der
Erfindung, die Ineinanderanordnung der elastische Glieder aufweisenden Sicherheitsrutschkupplung
und einer Überlastrutschkupplung.
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Demgegenüber kennzeichnet sich die Erfindung darin, daß der mit der
treibenden Welle in elastischer Verdrehungsverbindung stehende Kupplungsteil der
Sicherheitsrutschkupplung aus zwei entgegengesetzt kegelförmigen Reibringen besteht,
die durch druckerzeugende Mittel in axialer Richtung voneinander weg gegen die ebenfalls
doppelkegelförmigen Innenflächen eines sie umschließenden und mit der getriebenen
Welle starr verbundenen, aus zwei Kupplungsringen bestehenden zweiten Kupplungsteils
der Sicherheitsrutschkupplung verspannbar sind, wobei die druckerzeugenden Mittel
im Bereich der Mitnehmerbolzen der Reibringe angeordnet sind. Gegenüber den Kupplungen,
bei denen der elastische Teil außen liegt, wird der Vorteil erreicht, daß die Wärme
gut weggeführt wird, denn die aufeinanderrutschenden Teile sind am äußeren Umfang
der Kupplung angeordnet.
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Weiterhin besteht der mit der treibenden Welle starr verbundene Kupplungsteil
aus einer sternförmig gestalteten Scheibe mit achsparallel angeordneten Mitnehmerbolzen,
auf denen schwenkbar und axial verschiebbar Federführungskörper angeordnet sind,
die sich in Umfangsrichtung über tangential angeordnete Schraubendruckfedern gegen
die Mitnehmerbolzen der Reibringe abstützen.
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Damit ist eine elastische Sicherheitsrutschkupplung gegeben, die infolge
der drehelastischen Verbindung des einen Kupplungsteils in der bekannten einfachen
Bauweise zweier axial gegeneinander verschiebbarer kegeliger Ringscheiben für die
Lösung der gestellten Aufgabe, eine elastische Sicherheitsrutschkupplung zu schaffen,
den bekannten Anordnungen gegenüber auf eine Mindestanzahl von zusammenwirkenden
Kupplungsteilen beschränkt ist und demzufolge kürzer als die bekannten Ausbildungen
ausfällt, weil nicht länger als eine gewöhnliche elastische Wellenkupplung gebaut
ist. Außerdem weist die Kupplung die bekannten Eigenschaften auf, daß sie im Normalbetrieb
als elastische Wellenkupplung mit einer Verdrehelastizität nach beiden Drehrichtungen
arbeitet und in gewissen Grenzen unempfindlich gegen eine Verlagerung der Wellen
in radialer, winkeliger oder axialer Richtung ist. Zur Erhöhung der Wärmeableitung
können auf dem Umfang der Kupplung noch Kühlrippen angeordnet werden.
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Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen
dargestellt. Es zeigt Fig. I einen Axialschnitt in Richtung a-b durch Fig. 2 und
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie c-d in Fig. I.
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Die sternförmig ausgebildete treibende Kupplungshälfte I trägt am
Umfang drei oder mehrere Mitnehmerbolzen 2, auf denen die gleiche Anzahl geeigneter
Federführungskörper 3 schwenkbar und axial verschiebbar gelagert sind. Diese Federführungskörper
haben zwei Zapfen zur Aufnahme je einer Schraubendruckfeder 4, die in tangentialer
Richtung dem jeweiligen Drehmoment entsprechend ' die Umfangskraft auf gleiche Federführungskörper
3a übertragen. Diese Federführungskörper 3a sind ihrerseits auf je einem hohlgebohrten
Bolzen 5 ebenfalls schwenkbar und axial verschiebbar gelagert. Die Bolzen 5 sind
in den Reibringen 6 und 7 als Träger von zwei Stützen befestigt, und zwar so, daß
die Bolzen 5 in dem Reibring 6 festsitzen und gegen axiale Verschiebungen in geeigneter
Weise gesichert sind.
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In dem Reibring 7 mit Aussparungen für die Arme der Kupplungshälfte
I dagegen sind die Bolzen 5 in Hülsen 8, die in dem Reibring 7 befestigt und gegen
axiale Bewegungen gesichert sind, axial verschiebbar gelagert.
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In der Hülse 8 sind ein druckerzeugendes Mittel, z. B. eine Druckschraube
9, oder auch ein hydraulisch betätigter Druckkolben und die Schraubendruckfeder
Io und/oder andere Federelemente, beispielsweise Tellerfedern oder Gummikörper usw.
angeordnet. Hierdurch werden die beiden kegeligen Reibringe 6 und 7, die in ihren
äußeren Flächen mit auswechselbaren Bremsbelägen II versehen sind, gegen die beiden
Außenkegel I2 und I3 gepreßt, so daß diese kraftschlüssig mitgenommen werden.
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Der Außenkegel I3 ist mit- dem getriebenen Kupplungsflansch aus einem
Stück gegossen und/oder mit demselben kraftschlüssig verbunden. Der Außenkegel I2
wiederum ist mit dem Außenkegel I3 verschraubt oder in anderer Weise fest verbunden.
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Durch die tangentiale Anordnung der Schraubendruckfedern 4 können
auf Grund der Elastizität der Federachse sowohl radiale als auch winkelige Abweichungen
von der Flucht der zu verbindenden Wellen bis zu relativ großen Beträgen betriebssicher
und ohne Beschädigung benachbarter Bauelemente, wie Lager u. dgl., ausgeglichen
werden.
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Ebenfalls können axiale Bewegungen in gleicher Weise wie die Verschieblichkeit
der Federführungsträger auf den Zapfen :2 und 5 ausgeglichen werden. während sich
die Reibringe durch die Anordnung der Schraubendruckfedern io innerhalb der Bolzen
5 selbst zentrieren und so eine einwandfreie Anlage der Reibflächen in den Außenkegeln
gewährleisten.
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Bei Überschreitung des von der Kupplung zu
übertragenden
und gewünschten Drehmomentes rutscht die Kupplung durch.
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Durch die Eigentümlichkeit der Bremswerkstoffe im Hinblick auf das
Verhalten des Reibungswertes zwischen der Reibung der Ruhe und der Reibung der Bewegung
tritt nach Beginn des Schlupfes eine Abnahme des übertragbaren Drehmomentes ein.
Die Kupplung rutscht nun so lange durch, bis das von der Kraftmaschine herrührende
oder aus rückwirkenden Massenkräften wirksame Drehmoment wieder kleiner geworden
ist als das im Zustand der Bewegung übertragbare Drehmoment. In diesem Augenblick
wird die Kupplung wieder kraftschlüssig und gestattet die normale Betriebsweise.
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Die während des Rutschvorganges zwischen dem Bremswerkstoff und den
Außenkegeln erzeugte Wärme wird durch Rotationsbewegung der Kupplung sehr intensiv
an die die Kupplung umgebende Atmosphäre abgegeben, d. h. die Kupplung erfährt keine
unerwünscht hohe Erwärmung.
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Bei Berücksichtigung langzeitigen Rutschens kann die intensive Wärmeleitung
durch Anordnung von Kühlrippen am äußeren Umfang der Außenkegel noch verbessert
werden. Durch axiale Durchbrüche an dem Verschraubungsring kann auch eine Ventilationswirkung
ähnlich der von Axialgebläsen erreicht werden, wodurch die Wärmeabführung noch intensiver
gestaltet werden kann. Diese Wärme kann aber auch durch Einbau von Thermoelementen
und temperaturempfindlichen Schaltinstrumenten zur Betätigung von Steuerorganen,
z. B. Abschaltorganen, verwendet werden.
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Die Kupplung arbeitet während des normalen Betriebes vollkommen schlupffrei.
Wichtig ist die Wirkung der Kupplung beim Einbau in Verbrennungskraftmaschinen,
z. B. Kolbenmaschinen oder ähnlichen Arbeitsmaschinen, wie z. B. Kompressoren, da
bei diesen Maschinen und Anlagen erfahrungsgemäß beim Durchfahren der kritischen
Drehzahl unerwünscht hohe Drehmomentspitzen auftreten. Beim Einbau dieser Kupplung
spricht sie in dem genannten Drehmomentbereich an und wirkt bei Kolbenmaschinen
drehschwingungsdämpfend.
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Als druckerzeugende Mittel können in dem elastischen Teil der Kupplung
an Stelle der Schraubenfedern pneumatisch oder hydraulisch wirkende Mittel vorgesehen
sein, die die Bremsringe gegen die umschließende Überlastungsrutschkupplung andrücken.
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Dieses Druckmittel kann durch die antreibende Achse zunächst zentral
und dann radial durch die Scheibe I hindurchgeführt werden. An den Umfangsstellen
der Scheibe I, wo das Druckmittel austritt, können elastische Verbindungen zu den
Bolzen 5 vorgesehen werden. Da die Reibringe 6 und 7 gegenüber der Scheibe I nur
eine geringe relative Drehbewegung ausführen, können dann diese Verschiebungen durch
die elastischen Verbindungen ohne weiteres überbrückt werden.